JPS61107652A - ２つの対向する半球形状の領域と１つの円錐形状の中間領域を有する発光管およびこの発光管を使用する高輝度ア−ク放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高輝度アーク放電ランプの分野に関し、詳しく
いうと、２つの対向する半球影領域および中間の円錐形
領域を有する発光管を使用するアーク放電ランプに関す
る。

従来の技術 高輝度アーク放電ランプは光生成アークが壁温度によっ
て安定化され、かつ発光管が３ワツト／ｃｍ２を越える
壁負荷を有するランプである。これらランプには水銀、
メタルハライド、および高圧ナトリウムとして知られた
ランプ群がある。

高輝度放電ランプの発光管内で動作温度はおおむね５０
０℃ないし１０００℃の範囲にあり、また動作圧力は１
ないし１０気圧の範囲にある。発光管内の充填ガスは例
えば、水銀、不活性ガス、および１揮以上のメタルハラ
イド添加物よりなる。

従って、動作中の発光管内での化学反応は非常に襟雑で
ある。その上、アーク放電は発光管内の対流電流によっ
て影響を受ける。

発光管内の化学作用は発光管の形状によって影響を受け
る。現存する技術範囲内で種々の発光管の形状が使用さ
れており、各形状ともある利点と欠点を有している。

多くの商業的に入手できる一般照明用のメタルハライド
アーク放電ランプは均一な直径を有する゛実質的に管状
の発光管を有する。これらランプは水平方向でも垂直方
向でも動作可能であるという利点を有する。水平方向の
動作のみに設計された若干のランプはアーチ形の発光管
を有する。このアーチ形の発光管はアーク放電の定常状
態形状と合致しく対流電流のために上側へ弓状に曲がっ
ている）、従ってランプの性能を改善する。この形式の
発光管の一例は米国特許第３．８５８，０７８号に示さ
れている。

米国特許第３．８８１７６６号においては、非均−の直
径を有する発光管、すなわち発光管の中心部あるいは中
心部近傍に拡大部分を有する発光管は垂直方向で動作さ
れるランプにおいて効率（有効さ）を増大させるという
ことが、教示されている。

この拡大された中心部分はランプの動作中、発光管内の
上方および下方の対流間のせん断を減少させるからであ
る。

米国特許第３．８９４３２６号には拡大部分を有する発
光管は垂直方向動作のメタルハライドランプにおいて核
種の分離を減少させるという追加の利点を有することが
示されている。

ショートアークランプおよび重負荷の細管ランプのよう
なある形式のコンパクトソースのアーク放電ランプは非
均−の直径の発光管を有する。シヨードアークラングは
一般に球形の発光管を含み、電極で安定化されるアーク
放電を行なう。これらランプにおいては、アーク長は発
光管の径と比較して短かく、アーク放電の形状は発光管
の形状とは無関係であり、そしてアーク放電は発光管内
の対流電流によって影響を受けない。

細管アーク放電ラングはガラス壁の溶解を防止するため
に発光管の最高温度部分に僅かなふくらみを有するよう
に形成されている。これらランプにおいては、アーク放
電は発光管の壁にまで延在し、この壁によって制限され
ている。このアーク放電は発光管内の対流電流によって
は大きな影響を受けない。細管ランプは一般に重負荷（
発光管の内部表面積の平方センナメートル当りのランプ
ワット数）されており、従って発光管が溶解するのを防
止するために人工的に冷却されなければならない。

米国特許第２，１９０，６５７号には、発光管の上端部
にふくらみが形成された垂直動作用の発光管が開示され
ている。この米国特許は上昇する熱によって発光管の上
端部が他の部分より加熱されるのでこの上端部の溶解を
防止するためにふくらみが必要であるということを教示
している。また、高温および高圧に耐えるために石英物
質の非常に厚い壁が発光管に対して必要とされるという
ことも教示している。

１９５４年１２月２８日に発行されたカナダ特許第５０
８．５２５号には、動作時の壁温度が発光管の表面全体
で大きくは変化しないように、上端部の直径を下端部の
直径より太き（した卵形の発光管が開示されている。

発明が解決しようとする問題点 上述の特許によってこの技術分野に種々の改良がもたら
されたが、依然として重要な課題が残っている。解決さ
れない１つの問題は垂直方向動作のメタルハライドラン
プにおける核種分離の問題である。発光管が垂直方向に
（または水平方向以　　外で）動作されると、蒸気相の
メタルハライド添加物の量は実質的にアーク放電に沿っ
て変化する。

非均−な核種の濃度はアーク放電に溢う非均−なスペク
トル放射をもたらし、これらランプの色温度および効率
に悪影響を与える。

ランプの設計者は垂直方向に動作されるランプにおける
核種の分離を少な（するように努力しているが、大した
成功は得られていない。一方、発光効率、色温度、ラン
プ寿命、およびフリッカの′ようなランプの動作特性を
改善することが要望されている。従って、垂直方向に動
作される高輝度アーク放電ランプに対して、実質的に核
種の分離を除去し、改善された動作特性を提供する最適
の設計が得られるならば、この技術分野に著るしい進歩
をもたらすことＫなる。

発明の目的 それ故、本発明の目的は従来技術の欠点を除去すること
である。

本発明の他の目的は垂直方向（または水平方向以外の）
位置におけるランプの動作中アーク放電の軸線に浴う核
種の分離を実質的に除去する高輝度アーク放電ランプ用
発光管を提供することであλ 本発明の他の目的は重負荷の増大なしに発光効率を改善
した高輝度アーク放電ランプ用発光管を提供することで
ある。

本発明の他の目的は全般的演色性指数に殆んど犠牲なし
に現存するものよりも色温度の低い光を提供する高輝度
放電ランプ用発光管を提供することである。

本発明の他の目的は現存するものにくらべて寿命が長い
高輝度放電ランプを提供することである。

本発明のさらに他の目的はランプが５０　Ｈｚの交流電
流で作動されたときに人間の目に事実上７リツカが感知
されない光を発生する高輝度放電ランプ用発光管を提供
することである。

問題点を解決するための手段 これら目的は、本発明の一面においては、高輝度アーク
放電ランプ用の次の構成を有する発光管、ならびにこの
発光管を使用する垂直方向動作用の高輝度アーク放電ラ
ンプを提供することによって達成される。すなわち、こ
の発光管は第１および第２の対向する端部を有する細長
い本体を含む。

この発光管の本体の内部は気密封止されている。

本体は第１の端部に隣接する第１の領域と、第２の端部
に隣接する第２の領域と、これら第１および第２の領域
の中間の第３の領域とを有する。第１の領域は半径Ｒ１
の実質的に半球形形状を有する。＠２の領域は半径Ｒ２
の実質的に半球形形状を有する。第３の領域は実質的に
直円錐台である。

Ｒ３は２１）１）に等しいかそれより大きく、またＲ、
／Ｒ２の比は１より大きい。

発光管は２つの電極を有し、一方の電極は第１の端部に
取付ゆられかつ発光管の内部に突出しており、他方の電
極は第２の端部に取付ゆられかつ発光管の内部に突出し
ている。水銀および少なくとも１つのメタルハライド添
加物を含む充填物が発光管の内部に含まれている。この
充填物はそれを通る電気アークを発生し、維持すること
ができる。電気エネルギを電極に供給するための手段が
設けられている。

本明細書で記載する発光管を有する垂直方向動作の高輝
度ランプは現存するランプと比較して犬いに改善された
動作特性を有する。

実施例 以下本発明の好ましい実施例につき添付図面を参照して
詳細に説明する。

第１図は細長い本体１２および中心軸線Ａ−Ａを有する
発光管１０を示す。本体１２は端部１４に隣接する領域
１８、端部１６に隣接する領域２０、およびこれら領域
１８および２０の中間にある領域２２を有する。領域１
８は半径Ｒ１の実質的に半球形形状である。ラインＢ−
８は領域１８と２２間の概略の境界を示す。領域２０は
半径Ｒ２の実質的に半球形形状である。ラインＣ−Ｃは
領域２０と２２間の概略の境界を示す。領域２２は実質
的に直円錐台であり、この直円錐台の２つの平行な平面
の半径はほぼＲ４およびｌｔ２であり、従って領域２２
は領域１８および２０とそれぞれ接合し、滑らかな、連
続する表間を形成する。、５フ 第１図に示す実施例において、発光管１０は端部１６を
下端部として、すなわち、発光管１０が動作状態に位置
付けされたときに端部１６が地球により接近するように
、そして端部１４を上端部として垂直方向に動作される
ように設計されている。

発光管１０は気密封止された内部２８を有する。

内部２８は充填物（図示せず）を含み、この充填物はそ
れを通る電気アークを発生し、維持することができる。

電極２４および２６は発光管１０の端部１４および１６
中にそれぞれ取付けられており、これら電極は内部２８
中に突出している。随意である始動電極５０が端部１４
内に取付けられている。

端部１４および１６は新規な圧力封止法によって形成さ
れる。この方法の詳細は本願と同時に出願され、本出願
人に譲渡された米国特許出願に記載されている。

図面に示すように、電流は導入線から圧力封止、部に埋
設された通常のホイルストリップ、例えばモリブデンに
よって電極２４および２６に与えられる。

第１図の実施例においては、ｌ（、＝　１３　＋ｍ、凡
、＝５ｍであり、Ｒ１とＲ２の比Ｂ゛１／　Ｒ２＝　１
．６　　である。

領域１８の中心と領域２０の中心間の距離りは２α５閣
である。電極２４の挿入深さｄｌ　　は４門であり、電
極２６の挿入深さｄ２は４鯨である。

これらパラメータによれば、電極２４と２６の内端間の
距離Ｇは２５．５１）１ｆｆである。本体１２はｔ５鱈
の壁厚を有する。なお、この中で記載する）くラメータ
の値は概略゛であり、固定的なものではない。

第１図の実施例において内部２Ｂ内の充填物は水銀、不
活性ガス（ランプの始動を補助する）、およびメタルハ
ライド添化物、例えばヨウ化ナトリウム（ＮａＩ　）お
よびヨウ化スカンジウム（Ｓ　ｃ　Ｉ　ｓ　）の混合物
である。通常の熱反射板膜５２、例えば酸化ジルコニウ
ム（ＺｒＯ２）が底部領域２０および端部１６の部分を
伊い、赤外線を発光管１０の下部に反射して戻すように
しである。

第２図はランプペース４２を上部にして垂直方向の動作
を行なうように意図された高ａ反アーク放電ランプ４０
を示す。発光管１０は端部１６を下にして光透過性外囲
器４４内に動作状態に取付けられている。第２図の実施
例において、発光管４６を取囲む環境４６は外囲器４４
内に気密封止されている。

作用 ランプ４０のいくつかの例が構成され、テストされた。

第３図は発光管１０の壁負荷（ワット／ＣＷＬ）の関数
としてランプ４０の光束出力（ルーメン／ワット）をプ
ロットしたものである。このプロットから理解できるよ
うに、壁負荷は約１２ワツト／ｃｒｒｔ２　から約１６
．７ワツト／ｃＩｒＬ２　　まで変化した。この範囲は
１５０ワツトから２１２ワツトまでの範囲にわたるラン
プ４０にあてはめられるワット数に対応する。第３図の
データは真空である環境４６ＩＣ関係する。第３図のプ
ロットは光束出力がワット数の増大にともなってほんの
僅か増大するということを示しており、発光管の形状、
構造がほぼ最適なものであることを示している。

環境４６が真空から種々の圧力のガス充填物、例えば窒
素、に変えられたランプ４０）（ついてさらにテストが
行なわれた。第４図は１７５ワツトの電力で動作するラ
ンプ４０の光束出力（ルーメン／ワット）を外囲器４４
内の窒素の圧力（トル）に関してプロットしたものであ
る。このプロットは最適の熱伝達が２００トルの圧力の
窒素で得られるというととを示している。第４図におけ
る破線の曲線は約１）３ルーメン／ワツトおよび２００
トルの窒素に対応する曲線の最適プロットを示す。

環境４６が真空でない場合には、発光管外壁の追加の冷
却が外囲器内の対流電流によって生じる。

第４図の実線の曲線は図示されているように２つの部分
Ｐ１およびＰ２からなる。Ｐｌは２００トルより低い窒
素の外圧に対応し、Ｐ２は２００トルを越える窒素の外
圧に対応する。アーク放電の位置は低いＰ１領域におけ
るランプ４０の動作中不安定であった。アークは一側へ
弓形に曲る傾向があり、それによって光を発生する有効
プラズマ容積を減少させた。窒素の外圧を約２００トル
　　　。

まで調整することによってアークは発光管内で安定に中
心位置を取り、発光管容積の最大限の利用が可能になっ
た。Ｐ２領域においては、窒素の外圧をさらに増大させ
ても光束出力には殆んど影響がなかった。

アーク放電が発光管の外壁の対流的冷却によって中心に
安定化されると、外圧をさらに増大させても追加の利益
は明らかでない。

第４図のデータを得るのに使用した１７５ワツトの電力
定格はランプ４００発光管に対する約１五８ワツト／ｃ
ＩＩＬ２　の壁負荷に対応する。第３図を参照して、破
線の曲線は真空の外囲器内で１７５ワツトで動作する２
ンプ４０に対する約９６ルーメン／ワツトの光束出力を
示すものである。かくして、９６ルーメン／ワツトから
１）３ルーメン／ワツトへの光束出力の増大（１８Ｎ）
が外囲器内の圧力の最適な選択によってほぼ実現される
ことが分る。

発光管１０の壁は第２図の実施例の動作９殆んど等温で
ある。第５図は端部１６を下にした発光管１０の垂直方
向の動作中の発光管壁全体の温度分布を示す。温度は図
ではＬｌ、Ｌ２、・・・Ｌ６と指示された６つの位置で
示されている。温度変化は発光管１０の本体全体で僅か
に約２５°にすぎない。この結果は発光管１ｏの特別の
形状、構造に起因するものであるということを注意すべ
きである。

より低い色温度は核種の分離が減少した結果であると確
信される。メタルハライド添加物の主な機能はこのラン
プの出カスベクトルを水銀ランプより改善することであ
る。メタルハライド添加物、特に金属ヨウ化物、は演色
性を非常に改善するスペクトルの赤および他の可視部分
のエネルギを相当に放出する。これに対し、メタルハラ
イドがアークプラズマ内にまたはアークプラズマの一部
分内に存在しない程度では、添加物の利点は失なわれる
。従って、核種分離の度合は結果として生じる色温度の
測定によって推定できる。

シルハニアＭ１７５高輝度アーク放電ランプが現存する
ランプの代表として選択された。このランプは垂直方向
の動作に適当している。このランプは真直ぐな管の発光
管であった。電力定格は１７５ワツトである。このＭ１
７５ランプは４５００ＯＫの色温度および６５の演色性
指数を有する。

前述した特別の形状の発光管を除きＭ１７５ランプと本
質的に同じランプであるランプ４０は３４００’にの色
温度と６０の演色性指数を有する。従って、ランプ４０
は演色性能力が相当に改善されている（１０００°に以
上色温度が減少している）。

２つのランプの演色性指数の差は僅かである。しかしな
がら、２つの指数の比較は重要ではない。

何故ならば２つのランプの色度または色温度が非常に大
きく相違しているからである。

同じ２つのランプについて追加の観察が行なわれた。そ
の結果、ランプ４０はたとえアーク放電が垂直であって
も核種の分離が無視できるという結論に達した。両ラン
プのアークのプラズマ温度はアークに？６５種々の点で
分光分析的に観察された。第６図は上部電極からの距離
（−）の関数としてこれら温度（’Ｋ）を最小自乗法で
プロットしたものである。

「Ｍ１７５」と指示したシルバニアＭ１７５ランプの場
合には、アークプラズマ温度は上部電極の近傍でかなり
高い。このアークプラズマ温度は下部電極から上部電極
へ向って約１５°Ｋ　／　ｗＩＬ増大する。充填物中の
水銀はメタルノ・ライド添加物よりも高温で輝くから、
これは上部アーク部分にメタルハライド添加物が存在し
ないまたは供給不足であるということを示している。こ
れに対し、ランプ４０はアーク全体にわたりプラズマ温
度がより均一であり、上部アークが下部アークより僅か
に温度が低い。アーク温度は下部電極から上部電極に向
って約２．２　’Ｋ　／　１）ｍ低下する。アーク長全
体にわたる温度変化はランプ４０の場合には約り０％少
なくなる。ランプ４０がアーク放電全体にわたり実質的
に均一なプラズマ温度を有するアーク放電により動作す
るということはメタルノ・ライド添加物がアークのあら
ゆる点に十分に供給されており、核種の分離の問題がラ
ンプ４０によって使用された特別の発光管形状、構造に
より取り除か； れたという結論を確証するものである。

前に説明したように、発光管１０の特別の形状、構造は
ランプ４０の動作特性を改善する。第１図を参照して、
点Ｍは電極２４と２６の内端間の中点である。発光管１
０は実質的に垂直方向の動作用に設計されているから、
発光管１０が動作状態に位置付けされたときに、矢印Ｕ
は上方（地球から離れる方向）を指示し、矢印りは下方
（地球に近づく方向）を指示する。

第１図は発光管１０が発光管の上部において表面積およ
び内部容積が大きいということを示す。

この設計の特徴は発光管の上部の表面冷却を太き（する
ことである。発光管１０内で熱は重力および内部対流電
流のために上部に上昇する。上部表面積の冷却能力が大
きいことは発光管１０の壁全体にわたって実質的に等温
の温度分布を得るために必要なことである。

第７図は端部１６を下側にして位置付けされた動作する
発光管１０内の対流電流の概略を示す。

これら概略は′図では破線で示されている。アーク放電
は中心軸１Ａ−Ａに関して位置付けされている。対流電
流の方向はアーク放電を取囲んで上方へ進み、そして発
光管１０の壁に隣接して下方へ向う。発光管１０内の連
続する対流電流の維持はアーク放電にメタルハライド添
加物を再び一杯にして核種の分離が生じないようにする
ために不可欠である。半球形の上部領域１８および半球
形の下部領域２０は各領域が対流の向きを変化させるの
で臨界領域である。そのような方向の変更は最小の乱流
でかつ発光管１０内に渦を生じさせることなしに行なわ
れるべきである。領域１８および２０の半球形の形状は
実験によって最適であると決定されたものである。

領域２０は内部２８の潜在的に最低の温度部分である内
部２８の最下部部分を取囲んでいる。酸化ジルコニウム
のような熱反射被膜がしばしば領域２０の外側に使用さ
れ、メタルハライドを蒸気状態に保持するのを援助して
いる。領域２０の壁に沿う連続する対流電流は熱をこの
領域２０に（上部領域からのホットガスを通じて）供給
する目的およびメタルハライド添加物を領域２０から払
い出して上方にアーク放電に与える目的のために重要で
ある。実験の結果、Ｒ２は２真に等しいかそれより大き
くし、メタルハライド添加物が領域２０の頂点に凝縮状
態に集まらないようにするべきであるということが分っ
た。

円錐領域２２は半球形上部領域１８と半球形下部領域２
０間の最適の中間領域を提供する。円錐横断面が上部領
域１８の方向に進むに従ってこの円錐横断面の半径が増
大することは発光管の等温特性に不可欠である発光管１
０の上部により大きな表面積および内部容積を提供する
。領域２２は異なる半径の対向する半球形端部間に本質
的に真直ぐな対流輪郭を提供する。

比Ｒ１／　Ｒ２は発光管に対する全体の熱バランスの均
等化における重要な設計パラメータである。

発光管の上部および下部の相対表面積はそれぞれの半径
に直接関係し、各部分の冷却能力も同様に関係している
。Ｒ１／Ｒ２の最適の選択は、アーク放電の長さおよび
電極挿入深さ、充填物およびメ５　　タル・・ライド添
加物の化学特性ならびに内部動作圧、電極間の電圧、等
のような種々のファクタに依存する。おおよそ１０００
ワツトまたはそれより小さい高輝度アーク放電ランプに
対するこの比の最適範囲が約１５ないし３、好ましくは
ｔ５ないし２．５であることが理論的に計算され、実験
により確証された。

ランプ４０の２０の例についての寿命試験による初期デ
ータは発光効率およびランプ寿命が発光管の最適形状に
より改善されるということを示した。１００時間におい
て、各ランプの平均発光効率はほぼ９０ルーメン／ワツ
トであった。この値は管状の発光管および等価の負荷を
有する標準の垂直方向に発光するランプの値とくらべて
１０％以上高い。効率のかなり改善および槽負荷が低い
ことはランプ４０の平均寿命がかなり延びることを暗示
している。

ランプ４０はこのランプがは）１５０Ｈｚの交流電流で
作動されたときに事実上フリッカのない光を提供する。

本明細曹ではフリッカは人間の目に１．４６□、。カニ
□。１ｏ２□。　　　゛゛現存るランプについて行なわ
れた光出力の測光器測定はフリッカの認知はメタルノ・
ライド添加物によって生じる放射光により隠されない水
銀放射光の変調から生じるということを示している。

アーク放電に沿うメタルノル２イド添加物の軸方向の混
合の度合が増大すればするほど、フリッカの目による感
知は少なくなる。フリッカは水平方向で動作するアーク
放電ランプには問題とならない。

何故ならば、アークが水平であると軸方向の分離がない
からである。交流が６０Ｈｚ（あるいはそれより高い）
と、この周波数は目の感知能力を丁度越えるので、フリ
ッカの問題は生じない。

フリッカはほぼｓ　ｏ　Ｈｚで作動される現存の垂直方
向作動のメタルハライドランプにおいては重大な問題で
ある。上部アークに添加物が不足するため、水銀の放射
光が優勢となり、フリッカが生じる。ランプ４０は添加
物の軸線方向の混合が垂直方向のアークに沿って均一で
あるという特徴を有するので、フリッカは５０Ｈｚで事
実上除去される。添加物中の金属、例えばナトリウムお
よびスカンジウムから放出される放射光は水銀の放射光
と混合されたときにフリッカの目による感知に打勝つの
に十分な強度を有する。

本発明の好ましい実施例を例示したけれど、特許請求の
範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱すること
なしｌｌ′ｃ種々の変形および変更がなし得ることはこ
の分野の技術者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す拡大立面図、第２図は
本発明の他の実施例を示す立面図、第５図は第２図に示
す本発明の実施例の槽負荷（ワット／儂２　）に関する
発光効率（ルーメン／ワット）を示す特性図、第４図は
第２図に示す本発明の実施例の外囲器内のガス圧（トル
）に関する発光効率（ルーメン／ワット）を示す特性図
、第５図は第１図の発光管の垂直方向動作中の元光管檗
の観察温度を示す発光管の立面図、第６図は第２図の本
発明の実施例と現存する代表的ランプの上部電極からの
距離（鵡）の関数としてのアークプラズマの温度（’Ｋ
）を示す特性図、第７図は作動中の発光管内の対流電流
の概略を例示する第１図の本発明の実施例の立面図であ
る。 １０：発光管 １２：発光管本体 １４．１６：端部 １８．２０．２２：領域 ２４．２６：電極 ２Ｂ＝気密封止された内部 ３０：始動電極 ３２：熱反射被膜 ４０：高輝度アーク放電ランプ ４２：ランプベース ４４：外囲器 ４６：環境空間 １・ ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ Ｅｇ、４ ガ′入か−（１−＋Ｖ）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１および第２の対向する端部を有し、内部を気
   密封止した細長い本体であって、前記第１の端部に隣接
   する第１の領域と、前記第２の端部に隣接する第２の領
   域と、前記第１の領域と前記第２の領域との中間にある
   第３の領域とを含み、前記第１の領域が半径Ｒ＿１の実
   質的に半球形状を有し、前記第２の領域が半径Ｒ＿２の
   実質的に半球形状を有し、前記第３の領域が実質的に直
   円錐台形状を有し、Ｒ＿２が２ｍｍに等しいかそれより
   大きく、比Ｒ＿１／Ｒ＿２が１より大きい細長い本体と
   、一方の電極が前記第１の端部に取付けられかつ前記本
   体内部中に突出し、他方の電極が前記第２の端部に取付
   けられかつ前記本体内部中に突出する２つの電極と、 水銀および少なくとも１つのメタルハライド添加物を含
   み、電気アークを発生し、維持することができる前記本
   体内部に含まれる充填物と、電気エネルギを前記電極に
   与えるための手段とを具備することを特徴とする高輝度
   アーク放電ランプ用発光管。
2. （２）前記比Ｒ＿１／Ｒ＿２がほぼ１．５ないし３の範
   囲内にある特許請求の範囲第１項記載の発光管。
3. （３）前記第１の半球形状領域と前記第２の半球形状領
   域の中心間距離がほぼ８０ｍｍまたはそれより短かい特
   許請求の範囲第２項記載の発光管。
4. （４）光透過性外囲器と、 前記外囲器内に動作状態に取付けられた発光管であって
   、上部および下部の対向する端部を有する細長い本体を
   有し、動作状態に位置付けされたときに前記下部端部が
   前記上部端部より地面側に接近しており、前記本体の内
   部は気密封止されており、前記本体は前記上部端部に隣
   接する上部領域と、前記下部端部に隣接する下部領域と
   、前記上部および下部領域の中間にある第３の領域とを
   含み、前記上部領域が半径Ｒ＿１の実質的に半球形状を
   有し、前記下部領域が半径Ｒ＿２の実質的に半球形状を
   有し、前記第３の領域が実質的に直円錐台形状であり、
   Ｒ＿２が２ｍｍに等しいかそれより大きく、比Ｒ＿１／
   Ｒ＿２が１より大きい発光管と、一方の電極が前記第１
   の端部に取付けられかつ前記本体内部中に突出し、他方
   の電極が前記第２の端部に取付けられかつ前記本体内部
   中に突出する２つの電極と、 水銀および少なくとも１つのメタルハライド添加物を含
   み、電気アークを発生し、維持することができる前記本
   体内部に含まれる充填物と、前記ランプを構造的におよ
   び電気的に完成するための手段 とを具備することを特徴とする垂直方向動作用の高輝度
   アーク放電ランプ。
5. （５）比Ｒ＿１／Ｒ＿２がほぼ１．５ないし３の範囲内
   にある特許請求の範囲第４項記載の放電ランプ。
6. （６）前記上部半球形状領域と前記下部半球形状領域の
   中心間の距離が約８０ｍｍまたはそれより短かい特許請
   求の範囲第５項記載の放電ランプ。
7. （７）ガス充填物が前記外囲器内に気密封入されている
   特許請求の範囲第６項記載の放電ランプ。
8. （８）前記発光管の前記本体内部内の前記充填物がヨウ
   化ナトリウム（ＮａＩ）およびヨウ化スカンジウム（Ｓ
   ｃＩ＿３）を含む特許請求の範囲第７項記載の放電ラン
   プ。